數據中心能耗管理系統(tǒng)解決方案，提供可靠穩(wěn)定安全的供配電

一.數據中心快速發(fā)展的背景

• 口罩時期的影響下，全球網絡流量受到視頻流量、電話會議、在線游戲、社交網絡等數字應用增長的推動而激增，伴隨物聯(lián)網持續(xù)發(fā)展，未來對數據服務的需求將呈現出指數級增長。

• 2020年數據中心建設被中央正式列入“新基建"戰(zhàn)略。近幾年越來越受到重視，數據中心是新基建有序運行的基礎保障，被視為“新基建的基礎設施"。

資料來源：《中國IDC(互聯(lián)網數據中心)行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》

• 國改委等部門2022年2月17日正式發(fā)布消息，同意京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝等地啟動建設全國一體化算力網絡國家樞紐節(jié)點。加上2021年12月的貴州、內蒙古、甘肅、寧夏，“東數西算"8大算力樞紐和10個集群全部落地。

二. 目前用戶存在的“痛點"有哪些？

2.1 數據中心異常停電影響嚴重

比如：倫敦金屬交易所(LME)發(fā)布聲明：當地時間2022年1月10日晚，第三方數據中心的停電導致了網絡連接問題，暫停五小時候后恢復交易。據有關業(yè)內專家表示，數據中心宕機在美國每分鐘的平均損失接近8000美元（50816元），Interxion停電，損失就超900萬···

比如：2017年5月27日CBRE數據中心的停電事故導致英國航空公司的預訂、辦理登機手續(xù)系統(tǒng)、呼叫中心和移動應用程序受影響而無法使用，導致英國航空公司672個航班被取消，75000名乘客的航班被取消或延遲，預計損失超過1億英鎊

2.1 能耗限額，PUE能效要求越來越嚴格

• 2021年10月發(fā)布的 《國務院關于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》中提出“將年綜合能耗超過1萬噸標準煤的數據中心全部納入重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，開展能源計量審查。

• 上海市地方標準提出“ 數據中心應依據《數據中心能源消耗限額》（DB31/652-2020）地方標準及時做好不達標數據中心的整改，自本通知發(fā)布后2年內未完成整改的，則不予支持該企業(yè)申報新批次的數據中心項目， 同時依據《上海市促進產業(yè)結構調整差別電價實施管理辦法》執(zhí)行差別電價。"

• 山東、山西、廣西、云南等省紛紛將PUE等能效指標寫入相關政策，北上廣深地區(qū)細化數據中心監(jiān)管，加強節(jié)能審查，嚴格用能指標審批。

• 《上海市數據中心建設導則（2021版）》要求上海市新建大型數據中心PUE值不高于1.3。

資料來源：CDCC《2021年中國數據中心市場報告》 資料來源：CDCC《2021年中國數據中心市場報告》

2.3 數據中心監(jiān)控子系統(tǒng)眾多

• 綜自、電力監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)控、智能照明、視頻門禁、消防監(jiān)控等子系統(tǒng)多、分散、獨立，信息不互通，子系統(tǒng)不互動；

• 軟件眾多（APP多個）,后期維護困難（軟件多、服務器多、應用環(huán)境多), 使用學習成本高，用戶無法通過一套系統(tǒng)完整的了解整個數據中心的供電、配電、用電情況；

• 采集設備、組網設備與布線大量重復部署而不能共享，系統(tǒng)管理、報表報告、告警告知等相似功能模塊重復，修改配置工作量成倍上升。

2.4 用能體量大，碳排放占比多

• 2020 年全國數據中心用電量為 870 億度，占全社會用電量的 1.16%，產生的二氧化碳排放約為 7,290 萬噸。預計到 2030 年，數據中心用電量可能在 2020 年基礎上翻一番，高達 1,800 億度，用電量產生的碳排放值將達到全社會碳排放的 1.5%。（數據來源：《2021年中國數據中心市場報告》）

• 2021年11月30日等部門印發(fā)《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發(fā)展實施方案》的通知（發(fā)改高技〔2021〕1742號）要求“到2025年，數據中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。數據中心運行電能利用效率和可再生能源利用率明顯提升，全國新建大型、超大型數據中心平均電能利用效率降到1.3以下，國家樞紐節(jié)點進一步降到1.25以下。"

三.用戶實際需求

3.1 可靠穩(wěn)定安全的供配電

3.2 一體化融合監(jiān)控平臺

3.3 綠色低碳  ,  降耗 ,   提升PUE

3.4 提高運維效率  ,   降低運營成本

四. 解決方案

4.1 典型配電結構如下圖所示：

4.2 能效平臺的駕駛艙模式導覽圖

如下圖所示, 咱們可以直觀的了解能源流、信息流的流向。直觀易懂，分為源網荷儲運維等方面來關注數據中心的能效管理。

4.2 Acrel數據中心綜合能效管理系統(tǒng)組網拓撲圖

4.3 平臺功能界面展示

a. 整體概況界面：

數據中心總能耗，IT能耗，空調能耗，動力能耗，PUE值 ；

b. 蓄電池監(jiān)測 : 

單體電池電壓 , 單體電池內阻 , 內阻變化率 , 單體電池溫度 , 預測電池帶載時間 , 單組電池電流

c. 列頭柜監(jiān)測 :

進線回路電參量 , 出線回路電參量 , 進出線回路開關狀態(tài),  柜內溫濕度 , 漏電流 , 防雷狀態(tài) 

b.小母線監(jiān)測：

始端箱電參量 ,  插接箱電參量 , 開關狀態(tài) , 插腳/連接器溫度 , 漏電流 , 防雷狀態(tài)

c.UPS監(jiān)測 ：

輸入輸出電參量 ， UPS溫度 ， 蓄電池電壓 ，電池剩余待載時間

d.能耗分析:

分類分項能耗統(tǒng)計 ， 能耗折標統(tǒng)計 ， 能耗同環(huán)比分析， 能耗趨勢分析 ， 能源流向圖 ， 能源費用統(tǒng)計， 用能參數查詢

e.能源分布情況:

設備分布情況 ， 設備能耗情況 ;

f. 空調監(jiān)測 :

回風溫濕度 , 供/回水溫度 , 冷凍泵狀態(tài) , 冷卻泵狀態(tài) , 能效等級表

其他功能，例如：變電站綜自 / 電力監(jiān)控 / 電能質量 /  電氣安全  /分布式光伏 /  智能照明 /  環(huán)境監(jiān)測········

例如： 故障報警 ，設備檔案 ，用戶報告 ，運維管理 。

五. 相關硬件產品介紹

5.1 ABAT蓄電池在線監(jiān)測

具有監(jiān)測電池的電壓、內阻與溫度功能，可以提前對失效的電池進行預警。主要由單節(jié)電池模塊、組電池模塊及數據采集器組成。

5.2 ANDPF精密列頭柜，AMC精密配電監(jiān)控

用于IT設備電源分配、保護與進出線回路監(jiān)控功能。分為交流列頭柜和直流列頭柜兩類。列頭柜將進出線回路的電參量、開關量等數據集中采集后上傳至后臺系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。

5.3 AMB智能母線監(jiān)控

智能母線監(jiān)控產品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類，包括始端箱監(jiān)測模塊、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏。

5.4 APF和SVG電能質量治理產品

• 通過有源無功補償（SVG）緩解電壓波動和閃變

• 通過儲能裝置緩解頻率

• 通過有源濾波APF對負荷側設備進行諧波治理，避免負荷側諧波與并網諧波之間產生疊加或某頻段的震蕩

5.5 APView電能質量監(jiān)測裝置

APViewYG500電能質量在線監(jiān)測裝置遵循新的電能質量國家標準，實時監(jiān)測電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波等電能質量，記錄各類電能質量事件，記錄事件發(fā)生前后的波形，輔助用戶分析電能質量發(fā)生的原因，為后續(xù)的電能質量治理方案提供數據基礎

5.6 AMYG綜合保護裝置

AMYG系列微機綜合保護裝置可為進線、饋線、變壓器、高壓電動機、高壓電容器等對象提供過負荷、低電壓、過電壓、熱過載、非電量等保護功能，且實現5個開關的備投控制，實現進線自投、進線互投、母聯(lián)自投自復、柴油備投、自適應備投、聯(lián)切備投等19種切換方式，保證數據中心的供配電正常可靠。

裝置具有完善的事故分析能力，包括SOE事件記錄、故障錄波記錄等。提供串口和以太網通訊接口，可將信息上傳至綜合能源管理平臺，方便的根據現場變化調整保護設定值，使平臺可遠程監(jiān)視和控制配電回路運行狀態(tài)，大大提高了配電和用電的自動化、智能化水平。

5.7 ANet系列邊緣計算網關

高性能ARM 32位處理器；嵌入式Linux操作系統(tǒng),128M以上內存；大大可擴展32G外部存儲，強處理能力，斷點續(xù)傳，協(xié)議豐富，接口豐富，穩(wěn)定可靠，擴展方便，邊緣計算，遠程管理·····

六.典型案例分享

惠山國際數據中心 ，華東云基地數據中心 ， 電力巨獸········

現場照片：